第二節(jié)變電所的防雷保護(hù)

第二節(jié)變電所的防雷保護(hù)第1頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一變電所是多條輸電線路的交匯點(diǎn)和電力系統(tǒng)的樞紐。1)雷電直擊變電所；2)沿輸電線入侵的雷電過電壓波。變電所中出現(xiàn)的雷電過電壓的兩個(gè)來源：第2頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一一、變電所的直擊雷保護(hù)

雷電直接擊中變電所設(shè)施的導(dǎo)電部分，則出現(xiàn)的雷電過電壓很高，一般都會(huì)引起絕緣的閃絡(luò)或擊穿，所以必須裝設(shè)避雷針或避雷線對直擊雷進(jìn)行防護(hù)。按照安裝方式的不同，可將避雷針分為獨(dú)立避雷針和裝設(shè)在配電裝置構(gòu)架上的避雷針兩類。第3頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一注意對絕緣水平不高的35kV以下的配電裝置，構(gòu)架避雷針容易導(dǎo)致絕緣逆閃絡(luò)(反擊)。變電所的直擊雷防護(hù)設(shè)計(jì)內(nèi)容主要是選擇避雷針的支數(shù)、高度、裝設(shè)位置、驗(yàn)算它們的保護(hù)范圍、應(yīng)有的接地電阻、防雷接地裝置設(shè)計(jì)等。對于獨(dú)立避雷針，則還有一個(gè)驗(yàn)算它對相鄰配電裝置構(gòu)架及其接地裝置的空氣間距及地下距離的問題。第4頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一為了防止避雷針對構(gòu)架發(fā)生反擊，其空氣間距S1應(yīng)滿足下式要求為了防止避雷針接地裝置與變電所接地網(wǎng)之間因土壤擊穿而連在一起，地下距離S2亦應(yīng)滿足下式要求用下面兩個(gè)公式校核獨(dú)立避雷針的空氣間距和地中距離分別為空氣間隙平均沖擊擊穿場強(qiáng)和土壤平均沖擊擊穿場強(qiáng)。

第5頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一二、閥式避雷器保護(hù)作用的分析裝設(shè)閥式避雷器是變電所對入侵雷電過電壓波進(jìn)行防護(hù)的主要措施，它的保護(hù)作用主要是限制過電壓波的幅值。但是還需要有“進(jìn)線段保護(hù)”與之配合。閥式避雷器的保護(hù)作用基于三個(gè)前提：1)它的伏秒特性與被保護(hù)絕緣的伏秒特性有良好的配合2)它的伏安特性應(yīng)保證其殘壓低于被保護(hù)絕緣的沖擊電氣強(qiáng)度。3)被保護(hù)絕緣必須處于該避雷器的保護(hù)距離之內(nèi)。第6頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一被保護(hù)絕緣與避雷器之間的電壓差，可以利用圖8-7中的接線圖來確定。被保護(hù)絕緣與避雷器間的電氣距離越大、進(jìn)波陡度a或a′越大，電壓差值也就越大。

閥式避雷器動(dòng)作以后有一個(gè)不大的電壓降，然后保持殘壓水平，由于被保護(hù)設(shè)備與避雷器間有距離，致使電壓波產(chǎn)生振蕩，接近沖擊截波，因此對于變壓器類電力設(shè)備來說，往往采用2us截波沖擊耐壓值作為他們的絕緣沖擊耐壓水平。第7頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一

絕緣沖擊耐壓水平應(yīng)滿足：閥式避雷器的保護(hù)距離：

K為變電所出線修正系數(shù)避雷器具體安裝點(diǎn)選擇原則：“確保重點(diǎn)、兼顧一般”。在諸多的變電設(shè)備中，需要確保的重點(diǎn)無疑是主變壓器，應(yīng)盡可能把閥式避雷器裝得離主變壓器近一些。第8頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一三、變電所的進(jìn)線段保護(hù)保證在靠近變電所的一段不長(一般為l～2km)的線路上不出現(xiàn)繞擊或反擊。對于那些未沿全線架設(shè)避雷線的35kV及以下的線路來說，首先在靠近變電所(l~2km)的線段上加裝避雷線，使之成為進(jìn)線段；對于全線有避雷線的110km及以上的線路，將靠近變電所的一段長2km的線路劃為進(jìn)線段。在進(jìn)線段上,加強(qiáng)防雷措施、提高耐雷水平。進(jìn)線段的作用：1）雷電過電壓波在流過進(jìn)線段時(shí)因沖擊電暈而發(fā)生衰減和變形，降低了波前陡度和幅值；2）限制流過避雷器的沖擊電流幅值第9頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一(一)從限制進(jìn)波陡度的要求來確定應(yīng)有的進(jìn)線段長度所需的進(jìn)線段長度U－行波的初始幅值，kVhc－進(jìn)線段導(dǎo)線的平均對地高度，m（二）計(jì)算流過避雷器的沖擊電流幅值UR－閥式避雷器的殘壓，kVn－變電所母線上接的線路總條數(shù)第10頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一四、變電所防雷的幾個(gè)具體問題(一)變電所防雷接線進(jìn)線段提高耐雷性能的保護(hù)措施：1)在進(jìn)線保護(hù)段內(nèi)，避雷線的保護(hù)角不宜超過20°。2)采取措施以保證進(jìn)線段的耐雷水平。(二)三相繞組變壓器的防雷保護(hù)高壓側(cè)有雷電過電壓波時(shí)，通過繞組間的靜電耦合和電磁耦合，低壓側(cè)出現(xiàn)一定過電壓。在任一相低壓繞組加裝閥式避雷器。第11頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一

(三)自耦變壓器的防雷保護(hù)高壓側(cè)進(jìn)波時(shí)，應(yīng)在中壓斷路器QF2的內(nèi)側(cè)裝設(shè)一組閥式避雷器（圖8-14中的FV2）進(jìn)行保護(hù)。中壓側(cè)進(jìn)波時(shí)，在高壓斷路器QF1的內(nèi)側(cè)也應(yīng)裝設(shè)一組避雷器（圖8-14中的FV1）進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)中壓側(cè)接有出線時(shí)，還應(yīng)在AA′之間再跨接一組避雷器（圖8-14中的FV3）。第12頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一

(四)變壓器中性點(diǎn)的保護(hù)

110kV及以上的中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)1、中性點(diǎn)為全絕緣時(shí)，一般不需采用專門的保護(hù)。但在變電所只有一臺變壓器且為單路進(jìn)線的情況下，仍需在中性點(diǎn)加裝一臺與繞組首端同樣電壓等級的避雷器。2、當(dāng)中性點(diǎn)為降級絕緣時(shí)，則必須選用與中性點(diǎn)絕緣等級相當(dāng)?shù)谋芾灼骷右员Ｗo(hù)，同時(shí)注意校核避雷器的滅弧電壓35kV及一下的中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)變壓器的中性點(diǎn)都采用全絕緣，一般不設(shè)保護(hù)裝置。第13頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一1)GIS絕緣的伏秒特性很平坦，其絕緣水平主要取決于雷電沖擊水平。采用氧化鋅避雷器；2)GIS結(jié)構(gòu)緊湊，被保護(hù)設(shè)備與避雷器相距較近，比常規(guī)變電所有利；3)GIS的同軸母線筒的波阻抗小，過電壓幅值和陡度都顯著變小，對變電所的進(jìn)行波防護(hù)有利；4)GIS內(nèi)絕緣電場結(jié)構(gòu)不均勻，易擊穿，要求防雷保護(hù)措施更加可靠、在絕緣配合中留有足夠的裕度。

(五)氣體絕緣變電所防雷保護(hù)的特點(diǎn)

全封閉SF6氣體絕緣變電所(GIS)的特點(diǎn)：第14頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一小結(jié)變電所的直擊雷防護(hù)設(shè)計(jì)內(nèi)容主要是選擇避雷針的支數(shù)、高度、裝設(shè)位置、驗(yàn)算它們的保護(hù)范圍、防雷接地裝置設(shè)計(jì)等。對于獨(dú)立避雷針，則還有一個(gè)驗(yàn)算它對相鄰配電裝置構(gòu)架及其接地裝置的空氣間距及地下距離的問題。裝設(shè)閥式避雷器是變電所對入侵雷電過電壓波進(jìn)行防護(hù)的主要措施，但是還需要有“進(jìn)線段保護(hù)”與之配合。進(jìn)線段的作用：1）雷電過電壓波在流過進(jìn)線段時(shí)因沖擊電暈而發(fā)生衰減和變形，降